路面養(yǎng)護(hù)工程瀝青纖維碎石封層施工工藝

吳敏

慶陽(yáng)公路事業(yè)發(fā)展中心西峰公路段 甘肅 慶陽(yáng) 745000

隨著交通工具的普及和道路交通量的增加，路面的破損和老化問(wèn)題日益凸顯。為了保障道路的安全和舒適性，路面養(yǎng)護(hù)工程顯得尤為重要。在路面養(yǎng)護(hù)工程中，瀝青纖維碎石封層作為一種常用的施工工藝，被廣泛應(yīng)用于各種道路類型。它具有優(yōu)異的抗裂性能和耐久性，能夠有效延長(zhǎng)道路的使用壽命。因此，研究和掌握瀝青纖維碎石封層施工工藝對(duì)于提高路面養(yǎng)護(hù)工程的質(zhì)量具有重要意義。

1 瀝青纖維碎石封層的定義和特點(diǎn)

瀝青纖維碎石封層是一種常用的路面養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)，通過(guò)在路面上施工一層由瀝青和纖維混合物固化而成的封層，以增強(qiáng)路面的強(qiáng)度和耐久性。該工藝主要包括底層處理、瀝青混合料配合比確定、碎石封層施工和壓實(shí)等步驟。瀝青纖維碎石封層具有以下特點(diǎn)：（1）抗裂能力強(qiáng)：瀝青纖維碎石封層能夠有效地抵抗路面的龜裂和變形，提高路面的抗裂性能。纖維的添加可以有效地阻止裂縫的擴(kuò)展，增加路面的整體強(qiáng)度。（2）提高承載力：瀝青纖維碎石封層能夠增加路面的承載能力，減少車輛荷載對(duì)路面的損害。碎石在瀝青的粘結(jié)作用下形成堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)，能夠分擔(dān)和傳遞荷載，提高路面的承載能力。（3）耐久性好：瀝青纖維碎石封層具有較好的耐久性，能夠抵御日常交通負(fù)荷和氣候變化對(duì)路面的侵蝕。瀝青具有良好的防水和防潮性能，能夠有效地阻止水分滲入路面內(nèi)部，減少水分對(duì)路面材料的破壞。（4）施工簡(jiǎn)便：瀝青纖維碎石封層的施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，施工周期較短，能夠快速恢復(fù)道路通行能力。施工過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整和修補(bǔ)，提高施工的靈活性。（5）經(jīng)濟(jì)效益顯著：瀝青纖維碎石封層的施工成本相對(duì)較低，與其他路面養(yǎng)護(hù)工藝相比，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。封層的修復(fù)和維護(hù)成本也較低，能夠降低道路養(yǎng)護(hù)的整體費(fèi)用[1]。

2 瀝青纖維碎石封層施工工藝

2.1 施工前準(zhǔn)備

在進(jìn)行瀝青纖維碎石封層施工之前，需要進(jìn)行充分的施工前準(zhǔn)備工作。首先，進(jìn)行路面評(píng)估，全面了解待施工路段的路面情況、承載能力以及存在的裂縫狀況等。這有助于確定適當(dāng)?shù)氖┕し桨?，確保施工效果符合工程要求[2]。其次，根據(jù)路面評(píng)估結(jié)果和工程要求，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，包括確定封層厚度、瀝青混合料的配合比以及選擇合適規(guī)格的碎石類型等。最后，進(jìn)行必要的材料準(zhǔn)備工作，包括準(zhǔn)備所需的瀝青、纖維材料以及符合要求的碎石。具體來(lái)說(shuō)，瀝青纖維碎石封層施工需要以下材料：（1）瀝青：用于混合瀝青纖維碎石，通常采用SBS改性瀝青或APP改性瀝青。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和環(huán)境溫度選擇不同標(biāo)號(hào)的瀝青。例如，對(duì)于0.75mm厚的封層，一般使用AC-20或AC-30級(jí)別的瀝青，瀝青溫度一般在150-160℃左右。（2）纖維材料：用于增強(qiáng)封層強(qiáng)度和耐久性。常用的纖維材料有玻璃纖維、鋼纖維和聚酯纖維等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇不同類型的纖維材料。例如，對(duì)于0.75mm厚的封層，一般使用玻璃纖維或鋼纖維。（3）碎石：用于填充封層中的空隙和增強(qiáng)封層的密實(shí)度。常用的碎石有石英砂、玄武巖碎石和花崗巖碎石等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇不同規(guī)格的碎石。例如，對(duì)于0.75mm厚的封層，一般使用粒徑為6-14mm的石英砂。（4）其他輔助材料：如稀釋劑、穩(wěn)定劑、填縫料等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的輔助材料。

2.2 底層處理

首先，清理是指清除路面上的雜物、灰塵和泥漿等。通過(guò)機(jī)械清掃或高壓水沖洗等方式，將路面上的雜物和污垢清除干凈，確保底層表面干凈、無(wú)積水和無(wú)污染物。接下來(lái)，進(jìn)行補(bǔ)修工作[3]。如果底層存在損壞或嚴(yán)重龜裂的情況，需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)修工作。這可以包括填充裂縫、修復(fù)坑洞或破損部分，并確保修復(fù)后的底層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。補(bǔ)修材料可以選擇適當(dāng)?shù)臑r青修補(bǔ)材料或混凝土修復(fù)材料，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修補(bǔ)操作。最后，進(jìn)行底層的壓實(shí)工作。通過(guò)使用碾壓機(jī)械對(duì)底層進(jìn)行壓實(shí)，可以提高底層的密實(shí)度和承載能力。根據(jù)底層的類型和要求，可以選擇合適的壓實(shí)方法和設(shè)備，例如靜壓、振動(dòng)壓實(shí)或噴射壓實(shí)等。壓實(shí)后的底層應(yīng)達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度要求，確保提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)支撐。

2.3 瀝青混合料配合比確定

配合比的確定涉及到瀝青、纖維材料和碎石等材料的合理比例選擇，以保證施工后封層的性能和質(zhì)量。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)方案中的要求和規(guī)范，確定瀝青混合料的配合比。配合比通常包括瀝青、纖維材料和碎石的比例。瀝青是封層材料的粘結(jié)劑，纖維材料可增強(qiáng)封層的抗裂性能，而碎石則提供封層的堅(jiān)固支撐。在確定配合比后，需要進(jìn)行材料的稱量和混合。通常采用攪拌設(shè)備進(jìn)行混合，確保各種材料充分混合均勻。首先，按照配合比要求，準(zhǔn)確地稱量瀝青、纖維材料和碎石等材料，并將它們投入到攪拌設(shè)備中。然后，通過(guò)攪拌設(shè)備的攪拌和攪拌烘干裝置的作用，使各種材料充分混合，并使瀝青能夠均勻地覆蓋在碎石表面，同時(shí)與纖維材料充分結(jié)合。根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定的瀝青混合料配合比進(jìn)行材料的稱量和混合。通常情況下，瀝青、纖維材料和碎石按一定比例加入攪拌設(shè)備中進(jìn)行充分混合，以確保瀝青能夠均勻覆蓋在碎石表面，并與纖維材料充分結(jié)合。具體的配比可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳效果。例如，對(duì)于0.75mm厚的封層，常見(jiàn)的配合比為：瀝青：纖維材料：碎石=1:0.6:1.8(體積比)。在混合過(guò)程中，需要確保攪拌設(shè)備的操作參數(shù)和時(shí)間控制，以確?；旌闲Ч囊恢滦院唾|(zhì)量。同時(shí)，需要對(duì)混合后的瀝青混合料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，包括檢測(cè)瀝青含量、顆粒級(jí)配、穩(wěn)定度和流度等指標(biāo)，以確?；旌狭戏弦?guī)范要求[4]。

2.4 碎石封層施工

首先，使用噴灑車或噴灑機(jī)將預(yù)先確定好配合比的瀝青均勻地噴灑在底層上。噴灑瀝青的目的是將瀝青均勻覆蓋在底層表面，形成一層粘結(jié)層，為后續(xù)的碎石封層提供黏結(jié)和粘結(jié)。通常情況下，噴灑瀝青的厚度應(yīng)該控制在2～3mm之間。具體的厚度可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足設(shè)計(jì)要求。噴灑瀝青的量應(yīng)該根據(jù)路面面積、噴灑設(shè)備型號(hào)、噴灑速度等因素進(jìn)行計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，每平方米需要噴灑約1.5～2L的瀝青。將預(yù)先準(zhǔn)備好的合適規(guī)格的碎石均勻地撒布在噴灑的瀝青表面上。撒布碎石時(shí)要注意均勻性，確保碎石覆蓋整個(gè)封層表面，并且與噴灑的瀝青充分結(jié)合。這一步驟的目的是為了增加封層的厚度和強(qiáng)度，提供良好的耐久性和承載能力。隨后，使用攤鋪機(jī)將碎石均勻地?cái)備佋诼访嫔稀備仚C(jī)具有可調(diào)節(jié)的碾壓輪，可以控制碎石層的厚度和均勻性。通過(guò)攤鋪機(jī)的操作，使碎石在封層表面均勻分布，確保封層的平整度和一致性。最后，使用壓路機(jī)對(duì)攤鋪好的碎石封層進(jìn)行壓實(shí)。壓路機(jī)的作用是通過(guò)碾壓作用將碎石與底層、瀝青及其他碎石之間的空隙排除，增加封層的密實(shí)度和穩(wěn)定性。壓路機(jī)的選擇和操作應(yīng)根據(jù)封層厚度和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，碾壓3-5遍左右，按照先兩邊，后中間的順序，以確保封層達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)效果。碾壓后濺到路邊的隨時(shí)應(yīng)進(jìn)行及時(shí)清理，保證過(guò)往行人和車輛的正常、安全通行。

3 路面養(yǎng)護(hù)工程瀝青纖維碎石封層施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)管理

在進(jìn)行瀝青纖維碎石封層施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的管理至關(guān)重要。首先，確保施工人員具備相關(guān)的資質(zhì)和技術(shù)能力，并定期進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解施工規(guī)范和操作要求。同時(shí)，要落實(shí)施工人員的責(zé)任和權(quán)限，確保他們能夠按照要求進(jìn)行工作。對(duì)施工設(shè)備和工具進(jìn)行定期維護(hù)和檢修，確保其正常運(yùn)行和安全性。同時(shí)，要合理安排設(shè)備的使用和調(diào)度，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的效率和順利進(jìn)行。其次，制定并執(zhí)行安全操作規(guī)程，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。包括落實(shí)安全防護(hù)措施，提供必要的個(gè)人防護(hù)裝備，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全巡查和監(jiān)控，及時(shí)排除安全隱患。同時(shí)，對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵信息進(jìn)行記錄和保存，包括施工日期、天氣條件、施工人員、使用的材料和設(shè)備等。這些記錄有助于后期的質(zhì)量評(píng)估和施工過(guò)程的追溯。建立良好的協(xié)調(diào)和溝通機(jī)制，確保施工隊(duì)伍之間的配合和信息的傳遞。及時(shí)解決施工過(guò)程中的問(wèn)題和困難，確保施工進(jìn)度和質(zhì)量的控制。

3.2 材料質(zhì)量檢驗(yàn)

材料的質(zhì)量直接關(guān)系到瀝青纖維碎石封層的施工質(zhì)量。因此，在使用瀝青、纖維材料和碎石等材料之前，需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對(duì)瀝青要檢查其粘度、軟化點(diǎn)、含量等指標(biāo)；通過(guò)測(cè)量瀝青在一定溫度下的流動(dòng)阻力來(lái)判斷其粘度，一般用錐形計(jì)或旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ASTM D2370標(biāo)準(zhǔn)，道路瀝青的粘度應(yīng)在5.5～10.5Pa·s之間。通過(guò)加熱瀝青樣品并觀察其軟化程度來(lái)判斷其軟化點(diǎn)，一般用差熱分析儀進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ASTM D698標(biāo)準(zhǔn)，道路瀝青的軟化點(diǎn)應(yīng)在40℃以上。通過(guò)測(cè)定瀝青中不同成分的含量來(lái)判斷其質(zhì)量，一般用氣相色譜法進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ASTM D4647標(biāo)準(zhǔn)，道路瀝青中石油類物質(zhì)的含量應(yīng)不超過(guò)總重的5%。對(duì)纖維材料要檢查其強(qiáng)度、長(zhǎng)度等特性；通過(guò)測(cè)量纖維材料的抗拉強(qiáng)度來(lái)判斷其質(zhì)量，一般用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ASTM D792標(biāo)準(zhǔn)，纖維材料的抗拉強(qiáng)度應(yīng)在100MPa以上，纖維材料的斷裂伸長(zhǎng)率應(yīng)在10%以上。對(duì)碎石要檢查其顆粒形狀、級(jí)配等參數(shù)。通過(guò)將碎石樣品過(guò)篩來(lái)判斷其粒徑分布和顆粒形狀，一般用振動(dòng)篩或手動(dòng)篩進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ASTM C37-92標(biāo)準(zhǔn)，碎石的平均粒徑應(yīng)在1/4英寸(6.35mm)至3/8英寸(9.52mm)之間。通過(guò)將不同粒徑的碎石混合在一起來(lái)判斷其級(jí)配情況，一般用圓錐曲線篩或電子秤進(jìn)行測(cè)試，碎石的級(jí)配系數(shù)應(yīng)在±0.0015以下。只有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的材料才能用于施工，確保施工質(zhì)量。

3.3 施工質(zhì)量檢測(cè)

在瀝青纖維碎石封層的施工過(guò)程中，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和監(jiān)控，以確保施工質(zhì)量的控制。首先，瀝青混合料的溫度對(duì)施工質(zhì)量具有重要影響，通過(guò)使用溫度計(jì)等工具對(duì)瀝青混合料的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保其在適宜的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行施工。溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致瀝青過(guò)早凝固，影響其與碎石的結(jié)合性能；溫度過(guò)低則會(huì)影響瀝青的流動(dòng)性和潤(rùn)濕碎石的能力。因此，通過(guò)準(zhǔn)確控制瀝青混合料的溫度，可以保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。根據(jù)《道路工程瀝青混合料施工技術(shù)規(guī)范》來(lái)看，瀝青混合料的最佳施工溫度范圍為5℃～30℃,其中最佳施工溫度為20℃～25℃。其次，瀝青混合料的均勻度是影響碎石封層質(zhì)量的關(guān)鍵因素，通過(guò)取樣分析和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，可以評(píng)估混合料中瀝青、纖維和碎石的分布情況。采用合適的儀器和設(shè)備，如掃描電子顯微鏡等，對(duì)混合料的顆粒形態(tài)和組成進(jìn)行定量分析。確保瀝青能夠均勻覆蓋在碎石表面，并與纖維材料充分結(jié)合，以提供均勻的封層質(zhì)量。最后，碎石封層的厚度是施工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，通過(guò)使用激光測(cè)距儀、超聲波測(cè)厚儀等專業(yè)設(shè)備，對(duì)施工后的碎石封層進(jìn)行厚度測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)應(yīng)覆蓋施工區(qū)域的各個(gè)位置，以確保整個(gè)封層的厚度均勻一致。與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比，確保碎石封層厚度符合規(guī)范要求，以提供良好的路面承載能力和耐久性。

3.4 質(zhì)量驗(yàn)收

在瀝青纖維碎石封層施工完成后，需要進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。以下是質(zhì)量驗(yàn)收的具體內(nèi)容：

（1）外觀檢查：對(duì)施工完成的瀝青纖維碎石封層進(jìn)行外觀檢查。檢查是否有明顯的缺陷、裂縫、松散碎石或?yàn)r青浮起等問(wèn)題。封層應(yīng)該平整、均勻，表面光滑，沒(méi)有凸起或凹陷的部分。任何不符合設(shè)計(jì)要求或規(guī)范要求的缺陷都應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正。（2）厚度測(cè)量：使用合適的測(cè)量設(shè)備，對(duì)瀝青纖維碎石封層的厚度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)應(yīng)覆蓋整個(gè)封層區(qū)域，并且均勻分布。測(cè)量結(jié)果應(yīng)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比，確保封層的厚度符合規(guī)范要求。如果存在厚度不足或超厚的情況，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。（3）密實(shí)度檢測(cè)：對(duì)瀝青纖維碎石封層的密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。可以使用核密度計(jì)或滾筒密實(shí)度計(jì)等設(shè)備，對(duì)封層進(jìn)行密實(shí)度測(cè)試。測(cè)試結(jié)果應(yīng)與規(guī)范要求進(jìn)行對(duì)比，確保封層的密實(shí)度滿足要求。根據(jù)《公路工程瀝青混合料施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的要求，對(duì)于厚度為3.75mm的瀝青纖維碎石封層，其密實(shí)度應(yīng)不小于98%。同時(shí)，對(duì)于不同厚度的封層，其密實(shí)度要求也有所不同。例如，對(duì)于厚度為6mm的封層，其密實(shí)度應(yīng)不小于98%,對(duì)于厚度為12mm的封層，其密實(shí)度應(yīng)不小于95%等。如果密實(shí)度不達(dá)標(biāo)，可能會(huì)影響路面的承載能力和耐久性，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚胧?/p>

4 發(fā)展趨勢(shì)展望

4.1 新材料應(yīng)用

傳統(tǒng)的纖維材料在提高封層的抗裂性能和耐久性方面存在一定的局限性。因此，研發(fā)和應(yīng)用更先進(jìn)的纖維材料，如聚合物纖維、碳纖維等，可以提供更高的強(qiáng)度、更好的抗裂性能和更長(zhǎng)的使用壽命。同時(shí)，改性瀝青的研究和應(yīng)用也非常重要，通過(guò)調(diào)整瀝青的組分和結(jié)構(gòu)，改善其黏結(jié)性、抗老化性能和溫度穩(wěn)定性，從而提高封層的耐久性和抗損傷能力。

4.2 施工工藝創(chuàng)新

未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一是引入新的施工設(shè)備和技術(shù)，以提高施工效率和質(zhì)量，并減少對(duì)交通的影響。傳統(tǒng)的瀝青纖維碎石封層施工過(guò)程需要大量的人工操作和交通封閉時(shí)間，造成不便和交通擁堵。因此，引入自動(dòng)化施工設(shè)備和機(jī)械化作業(yè)方法，如自動(dòng)攤鋪機(jī)、噴灑機(jī)和壓路機(jī)等，可以大大提高施工效率，減少施工時(shí)間，并降低對(duì)交通的影響。此外，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和巡視，可以提高施工過(guò)程的可視化和實(shí)時(shí)性，從而更好地控制施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不斷的研究和創(chuàng)新，瀝青纖維碎石封層技術(shù)將不斷提升，為道路養(yǎng)護(hù)工程提供更好的解決方案。然而，需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，要嚴(yán)格遵守施工規(guī)范和質(zhì)量控制措施，確保施工質(zhì)量和道路使用的可靠性。只有在施工過(guò)程中精細(xì)管理、嚴(yán)格質(zhì)量控制和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，瀝青纖維碎石封層技術(shù)才能發(fā)揮出其最大的優(yōu)勢(shì)和效果。